Teorico Integracion Metabólica

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15/6/2023
INTEGRACIÓN METABÓLICA
1. Perfil metabólico de órganos 
2. Cooperación inter-órganos
3. Efecto de hormonas y metabolitos 
sobre las vías en distintas situaciones 
metabólicas
Repasamos….….….….
¿Qué es regulación enzimática?
REGULACION DE LA ACTIVIDAD 
ENZIMÁTICA
 Disponibilidad de sustrato
 Inhibición por producto de la reacción
 Modulación alostérica (moduladores + y -)
 Modificación covalente reversible 
 Conversión de zimógeno en enzima (irrev.)
 Unión o liberación de subunidades proteicas
 Isoenzimas
 Nivel de enzimas (síntesis o degradación)
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REGULACION DE LA ACTIVIDAD 
ENZIMÁTICA
A corto plazo:
 Modulación alostérica (moduladores + y - )
 Inhibición por producto
 Modificación covalente reversible: 
fosforilación y desfosforilación 
A largo plazo:
 Nivel de enzimas (aumento de la transcripción y 
traducción proteica: síntesis, aumenta Vmax, 
o represión y disminución de Vmax)
EXPRESIÓNEXPRESIÓNEXPRESIÓNEXPRESIÓN
GÉNICAGÉNICAGÉNICAGÉNICA
ADN
Transcripción
ARN
Traducción
PROTEINA
Regulación:
Transcripcional
Post-
transcripcional
Traduccional
Post-traduccional
Regulación de enzimas a largo plazoRegulación de enzimas a largo plazoRegulación de enzimas a largo plazoRegulación de enzimas a largo plazo
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REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN DE REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN DE REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN DE REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN DE 
ENZIMASENZIMASENZIMASENZIMAS
Por Hormonas Por Hormonas Por Hormonas Por Hormonas 
Por Metabolitos o por carga energéticaPor Metabolitos o por carga energéticaPor Metabolitos o por carga energéticaPor Metabolitos o por carga energética
… que impactan a través de señalización en … que impactan a través de señalización en … que impactan a través de señalización en … que impactan a través de señalización en 
Factores de transcripción Factores de transcripción Factores de transcripción Factores de transcripción 
(que estimulan o inhiben la transcripción de un determinado gen que (que estimulan o inhiben la transcripción de un determinado gen que (que estimulan o inhiben la transcripción de un determinado gen que (que estimulan o inhiben la transcripción de un determinado gen que 
codifica para una enzima regulatoria)codifica para una enzima regulatoria)codifica para una enzima regulatoria)codifica para una enzima regulatoria)
Ejemplo: Regulación de PEP carboxiquinasa a largo plazoEjemplo: Regulación de PEP carboxiquinasa a largo plazoEjemplo: Regulación de PEP carboxiquinasa a largo plazoEjemplo: Regulación de PEP carboxiquinasa a largo plazo
• El glucagón 
aumenta el AMPc y 
estimula la síntesis 
de PEP 
carboxiquinasa
• La insulina 
disminuye la 
síntesis de PEP 
carboxiquinasa
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PEP
CARBOXIQUINASA
Interrelaciones Metabólicas en Interrelaciones Metabólicas en Interrelaciones Metabólicas en Interrelaciones Metabólicas en 
diferentes situaciones:diferentes situaciones:diferentes situaciones:diferentes situaciones:
•Periodo Postprandial
•Ayuno temprano 
•Ayuno
•Diabetes insulino-dependiente
•Ejercicio
•Intoxicación con etanol
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Mecanismos involucrados en la regulación Mecanismos involucrados en la regulación Mecanismos involucrados en la regulación Mecanismos involucrados en la regulación 
en diferentes situaciones metabólicasen diferentes situaciones metabólicasen diferentes situaciones metabólicasen diferentes situaciones metabólicas
•Disponibilidad de sustratos
• Inhibición por producto
•Efectores alostéricos positivos y negativos
•Modificación covalente (dependiente de 
hormonas o de carga energética: AMP-K)
•Alteraciones de los niveles de enzimas regulatorias 
(largo plazo)
Postprandial
Adiposo
Músculo
Intestino
Hígado
Cerebro
Glóbulo rojo
QM 
remanentes
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Efectores alostéricos en hígado PostprandialEfectores alostéricos en hígado PostprandialEfectores alostéricos en hígado PostprandialEfectores alostéricos en hígado Postprandial
Glucosa 
inhibe 
Glucógeno 
fosforilasa y 
activa 
Glucogeno 
sintasa
Citrato activa 
a la 
AcetilCoA 
carboxilasa
MalonilCoA 
inhibe a 
Carnitina acil 
transferasa I
Glucosa 
estimula a GK
Fructosa 2,6 
biP activa 
PFK1 e inhibe 
Fructosa 
1,6bifosfatasa
Fructosa 1,6 
biP activa 
Piruvato 
quinasa (PK)
Piruvato activa 
a Piruvato DH
Regulación covalente PostprandialRegulación covalente PostprandialRegulación covalente PostprandialRegulación covalente Postprandial
Desfosforilación de: 
1. Glucógeno 
fosforilasa (que se 
inhibe)
2. Glucógeno sintasa
que se activa
3. Fosfofructoquinasa
II que se activa
4. Piruvato quinasa 
hepática que se 
activa
5. Piruvato
deshidrogenasa 
que se activa
6. AcetilcoA
carboxilasa que se 
activa
Desfosforilada activa
Desfosforilada inactiva
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Enzimas inducidas en periodo Enzimas inducidas en periodo Enzimas inducidas en periodo Enzimas inducidas en periodo postprandial postprandial postprandial postprandial 
(regulación a largo plazo, aumento de (regulación a largo plazo, aumento de (regulación a largo plazo, aumento de (regulación a largo plazo, aumento de VmaxVmaxVmaxVmax))))
1. Glucoquinasa
2. Glucosa 6P DH
3. Fosfogluconolactona
DH
4. Fosfofructoquinasa 1 
(PFK1)
5. Piruvato quinasa. 
6. Enzima málica
7. Citrato liasa
8. Acetil CoA Carboxilasa
9. AG sintasa
10.Desaturasas de AG
11. Glicerol3P 
aciltransferasa
12. HMGCoA reductasa
Regulación de la síntesis de colesterol
HMGCoA 
reductasa
HMGCoA reductasa
La insulina estimula su 
síntesis y su desfosforilación
El glucagón inhibe la síntesis y 
promueve su fosforilación (se 
inhibe)
El colesterol intracelular 
estimula la proteólisis de 
HMGCoA reductasa ( a través 
de otro compuesto x)
El aumento de colesterol 
intracelular: 
-Estimula a la ACAT 
-Inhibe la síntesis de receptores 
de LDL
-Inhibe la síntesis de colesterol
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Ayuno temprano
Hígado
Músculo
Tejido Adiposo
Cerebro
Glucogenólisis
Gluconeogénesis
Ciclo de Cori
Ciclo de glucosa-
alanina
(Cerebro usa 
glucosa)
Ayuno
Hígado
Adiposo
Cerebro
Músculo
Lipólisis
Cerebro usa 
glucosa 
y cuerpos 
cetónicos (luego 
de inducir enzima 
Tioforasa)
Proteólisis 
muscular
Gluconeogenesis
Beta oxidación
Transaminaciones
Desaminación 
Ciclo urea
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Regulación covalente en Hígado en ayuno
1.Glucógeno fosforilasa
2. Glucógeno sintasa
3. Enzima bifuncional 
(PFKII)
4. Piruvato quinasa 
hepática
5. Piruvato 
deshidrogenasa (PDH)
6. Acetil CoA carboxilasa 
(ACC)
Fosforilada activa
Fosforilada inactiva
Fosforilaciones por AMP K
1. Glucógeno 
sintasa
2. Glicerol3P 
aciltransferasa
3. AcetilCoA
carboxilasas 
(ACC)
4. Malonil CoA
descaboxilasa
5. HMGCoA
reductasa
Fosforilada activa
Fosforilada inactiva
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Efectores alostéricos en hígado en Ayuno
Enzimas inducidas en Ayuno en hígado 
1. Glucosa 6 fosfatasa. 
2. Fructosa 1,6 biPasa
3. PEP carboxiquinasa 
4. Piruvato carboxilasa
5. PDH quinasa (que P e 
inhibe a PDH)
6. Aminotransferasas
7. HMGCoA sintasa 
mitocondrial (síntesis 
De cuerpos 
cetónicos)
8. Carnitina 
aciltransferasa I 
(CAT I)
Gluconeogénesis
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Regulación de la síntesis de colesterol
HMGCoA 
reductasa
HMGCoA reductasa
La insulina estimula su 
síntesis y su desfosforilación
El glucagón inhibe la síntesis y 
promueve su fosforilación (se 
inhibe)
El colesterol intracelular 
estimula la proteólisis de 
HMGCoA reductasa ( a través 
de otro compuesto x)
El aumento de colesterol 
intracelular: 
-Estimula a la ACAT 
-Inhibe la síntesis de receptores 
de LDL
-Inhibe la síntesis de colesterol
Fases de la homeostasis de la glucosa en humanosFases de la homeostasis de la glucosa en humanosFases de la homeostasis de la glucosa en humanosFases de la homeostasis de la glucosa en humanos
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Diferentes fases de la homeostasis de la glucosa
Diabetes insulino dependiente Tipo IDiabetes insulino dependiente Tipo IDiabetes insulino dependiente Tipo IDiabetesinsulino dependiente Tipo I
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Ejercicio
Ciclo de Cori
Lipólisis por 
LSH
ADRENALINA
glucogenólisis
gluconeogenesis
Glucogenólisis y 
glucólisis 
muscular
Velocidad de producción de ATP de las fuentes de Velocidad de producción de ATP de las fuentes de Velocidad de producción de ATP de las fuentes de Velocidad de producción de ATP de las fuentes de 
combustible utilizables para la contracción muscularcombustible utilizables para la contracción muscularcombustible utilizables para la contracción muscularcombustible utilizables para la contracción muscular
Fuente de combustible Velocidad máxima de 
producción de ATP 
(mmol/sg) 
ATP muscular 
Creatina Fosfato 73,3 
Glucógeno muscular a lactato 39,1 
Glucógeno muscular a CO2 16,7 
Glucógeno hepático a CO2 6,2 
Acidos grasos de tejido adiposo 
a CO2 
6,7 
 
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Uso de combustibles por el músculoUso de combustibles por el músculoUso de combustibles por el músculoUso de combustibles por el músculo
•Depende de la intensidad del ejercicio y de la 
duración del mismo
VO2 máxima: tasa máxima de captación de 
oxígeno por el musculo
¿Cuál combustible produce más ATP por O2
consumido?
Cuando hay poca disponibilidad de O2 ¿qué usa 
preferentemente? ¿Y cuando hay suficiente?
La generación de energía por molécula de oxígeno es un
11 % mayor cuando se oxida glucosa que cuando se oxidan
ácidos grasos.
Cociente respiratorio es 1 para H de C
aprox. 0,7 para AG
aprox. 0,8 para aminoácidos
Cociente Resp. = CO2 produc. / O2 cons.
38 / 6 = 6,33 CR = 1 (6/6)
147 / 26 = 5,65 CR = 0,69 (18/26)
Si se compara la oxidación de Glucosa con la de Ac. esteárico
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Uso de combustibles por el músculo en ejercicio aeróbico de Uso de combustibles por el músculo en ejercicio aeróbico de Uso de combustibles por el músculo en ejercicio aeróbico de Uso de combustibles por el músculo en ejercicio aeróbico de 
diferentes intensidadesdiferentes intensidadesdiferentes intensidadesdiferentes intensidades
Contribución relativa de diferentes fuentes de combustible al gasto energético en músculo,
luego de 30 minutos de ejercicio de tres intensidades diferentes (25% VO2 max: menos intenso,
85% VO2 max: mayor intensidad).
Glucógeno muscular
Triglicéridos musculares
Ácidos grasos plasmáticos
Glucosa plasmática
Ingesta de etanol
Hígado
Corazón
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Catabolismo del etanol
• Etanol + NAD+ Acetaldehído + NADH + H+
• Acetaldehído + NAD+ Acetato + NADH + H+
[ NADH ]
ADH
ALDH
Detoxificación del etanol
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Etanol: Inhibición de la Etanol: Inhibición de la Etanol: Inhibición de la Etanol: Inhibición de la gluconeogénesisgluconeogénesisgluconeogénesisgluconeogénesis hepáticahepáticahepáticahepática
Por disminución 
de :
Oxalacetato y 
Piruvato
Por aumento NADH y acetatoPor aumento NADH y acetatoPor aumento NADH y acetatoPor aumento NADH y acetato
• Se inhibe Gluconeogénesis => Hipoglucemia
• Se inhibe Beta oxidación, aumentan TAG => Hígado graso
• Aumenta el lactato => puede dar acidosis láctica
• En hígado disminuye Krebs 
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